一种可控爆压均匀卸压增透方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种可控爆压均匀卸压增透方法及系统，抽采方法包括如下步骤：由顶板巷道和/或底板巷道向煤层内施工开设抽采孔组，抽采孔组包括：爆压孔、控制孔和抽采孔，其中，控制孔配置在爆压孔在煤层宽度方向的两侧且与爆压孔之间形成锐角夹角；将多个爆压孔进行并联连通，并向爆压孔内注入高压水，实施同步水力压裂作业；当爆压孔和控制孔相互连通后，爆压孔内的高压水从控制孔内流出，并排放出煤泥和瓦斯，持续相爆压孔内注入高压水；当从控制孔内流出煤泥降低时，通过快速封孔器封闭控制孔，使得爆压孔与其他抽采孔的控制孔依次连通；当所有控制孔和爆压孔连通且排出煤泥之后，取出快速封孔器，封闭所有控制孔并联网抽采煤层瓦斯。采煤层瓦斯。采煤层瓦斯。

【技术实现步骤摘要】
一种可控爆压均匀卸压增透方法及系统


[0001]本专利技术涉及一种煤层均匀卸压增透可控爆压均匀卸压增透方法，特别适用于高瓦斯低透气性煤层可控爆压均匀卸压增透方法及系统。

技术介绍

[0002]我国多数煤层具有微孔隙、高吸附、低渗透的特点，瓦斯难以有效抽出，必须采取措施增加煤层的透气性。为降低高地应力、提高预抽瓦斯效果，国内外学者采用了钻孔掏穴、深孔爆破、水力化措施及复合措施强化卸压增透，对卸压、增透及提高低透气性取得一定效果。但这些技术都有一定的缺陷，可以归纳为以下几点(1)有些技术容易造成煤层剧烈扰动，极易诱发瓦斯突出等动力现象；(2)钻孔施工量大，有效影响范围小，卸压效果不理想；(3)适用范围有限，难以满足不同条件下煤层的增透要求。因此，迫切需要研究一种新型的煤层均匀卸压增透可控爆压均匀卸压增透方法，在现有技术基础上，破解单一技术的局限性，实现煤层整体卸压和增透，扩大钻孔的有效影响范围，提高煤层瓦斯抽采效果，保障了工作面安全高效回采。

技术实现思路

[0003]本方案针对上文提出的问题和需求，提出一种可控爆压均匀卸压增透方法及系统，由于采取了如下技术特征而能够实现上述技术目的，并带来其他多项技术效果。
[0004]本法明的一个目的在于提出一种可控爆压均匀卸压增透方法；
[0005]根据本专利技术第一方面的一种可控爆压均匀卸压增透方法，包括如下步骤：
[0006]S10：由顶板巷道和/或底板巷道向煤层内施工开设抽采孔组，所述抽采孔组包括：爆压孔、控制孔和抽采孔，其中，所述控制孔配置在所述爆压孔在煤层宽度方向的两侧且与所述爆压孔之间形成锐角夹角，所述抽采孔沿着煤层延伸方向至少配置在所述控制孔的一侧，所述抽采孔组包括多个且沿着煤层延伸方向间隔设置，所述煤层宽度方向与所述煤层延伸方向相互垂直；
[0007]S20：将多个爆压孔进行并联连通，并向爆压孔内注入高压水，实施同步水力压裂作业，扩大爆压孔周围裂隙尺寸和范围；
[0008]S30：当爆压孔和控制孔相互连通后，爆压孔内的高压水从控制孔内流出，并排放出煤泥和瓦斯，持续相爆压孔内注入高压水，将爆压孔和控制孔连通裂隙内的煤泥排出，实现水力冲刷裂隙；
[0009]S40：当从控制孔内流出煤泥降低时，通过快速封孔器封闭控制孔，使得爆压孔与其他抽采孔的控制孔依次连通；
[0010]S50：当所有控制孔和爆压孔连通且排出煤泥之后，取出快速封孔器，封闭所有控制孔并联网通过抽采孔抽采煤层瓦斯。
[0011]在本专利技术的一个示例中，在步骤S10中还包括：在相邻的两个抽采孔组之间还配置有至少一个辅助孔组，其中，所述辅助孔组包括两个控制孔，且至少两个控制孔的中心轴线
在煤层厚度方向与煤层宽度方向所形成的平面内呈锐角夹角，所述辅助孔组与所述抽采孔组在煤层延伸方向的空间上相互平行，其中，所述煤层厚度方向、所述煤层宽度方向与所述煤层延伸方向彼此相互垂直。
[0012]在本专利技术的一个示例中，在步骤S10中，在相邻的两个抽采孔组中，两个所述爆压孔在煤层延伸方向上的距离D为20m～300m，两个所述控制孔在煤层延伸方向上的距离d为3m～10m。
[0013]在本专利技术的一个示例中，在步骤S10中，当所述顶板巷道和所述底板巷道均向煤层内施工开设抽采孔组时，所述抽采孔组沿着煤层延伸方向在煤层内交替出现。
[0014]在本专利技术的一个示例中，在步骤S20之前还包括：利用辅助方法增加控制孔内的出煤量，扩大控制孔的孔径尺寸，提高卸压范围。
[0015]在本专利技术的一个示例中，所述辅助方法包括：水射流冲孔、水射流隔缝和机械造穴三者中的一者。
[0016]在本专利技术的一个示例中，在步骤S20之前还包括：在爆压孔内实施爆破作业，增加爆压孔周围的裂隙数量和尺寸。
[0017]在本专利技术的一个示例中，所述高压水的压力为5Mpa～30Mpa，流量为40L/min～100L/min。
[0018]本专利技术的另一个目的在于提出一种可控爆压均匀卸压增透系统；
[0019]根据本专利技术第二方面的一种可控爆压均匀卸压增透系统，应用于煤层中，位于所述煤层的上端和下端分别开设有顶板巷道和底板巷道，还包括：
[0020]抽采孔组，由顶板巷道和/或底板巷道向煤层内施工开设，包括：爆压孔和控制孔，其中，述控制孔配置在所述爆压孔在煤层宽度方向的两侧且与所述爆压孔之间形成锐角夹角，所述抽采孔沿着煤层延伸方向至少配置在所述控制孔的一侧，所述抽采孔组包括多个且沿着煤层延伸方向间隔设置，所述煤层宽度方向与所述煤层延伸方向相互垂直。
[0021]在本专利技术的一个示例中，还包括：至少一个辅助孔组，所述辅助孔组包括至少两个控制孔，且至少两个控制孔的中心轴线在煤层厚度方向与煤层宽度方向所形成的平面内呈锐角夹角，所述辅助孔组与所述抽采孔组在煤层延伸方向的空间上相互平行，其中，所述煤层厚度方向、所述煤层宽度方向与所述煤层延伸方向彼此相互垂直。
[0022]下文中将结合附图对实施本专利技术的最优实施例进行更加详尽的描述，以便能容易理解本专利技术的特征和优点。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下文中将对本专利技术实施例的附图进行简单介绍。其中，附图仅仅用于展示本专利技术的一些实施例，而非将本专利技术的全部实施例限制于此。
[0024]图1为根据本专利技术实施例的一种煤层均匀卸压增透可控爆压均匀卸压增透系统平面图；
[0025]图2为根据本专利技术实施例的一种煤层均匀卸压增透可控爆压均匀卸压增透系统侧面图；
[0026]图3为根据本专利技术实施例的一种煤层均匀卸压增透可控爆压均匀卸压增透系统立
体图。
[0027]附图标记列表：
[0028]煤层400；
[0029]底板巷道300；
[0030]顶板巷道200；
[0031]抽采系统100；
[0032]抽采孔组A；
[0033]辅助孔组B；
[0034]爆压孔110；
[0035]控制孔120；
[0036]煤层延伸方向Y；
[0037]煤层宽度方向K；
[0038]煤层厚度方向H。
具体实施方式
[0039]为了使得本专利技术的技术方案的目的、技术方案和优点更加清楚，下文中将结合本专利技术具体实施例的附图，对本专利技术实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。附图中相同的附图标记代表相同部件。需要说明的是，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0040]除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本专利技术专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可控爆压均匀卸压增透方法，其特征在于，包括如下步骤：S10：由顶板巷道(200)和/或底板巷道(300)向煤层(400)内施工开设抽采孔组(A)，所述抽采孔组(A)包括：爆压孔(110)、控制孔(120)和抽采孔(130)，其中，所述控制孔(120)配置在所述爆压孔(110)在煤层宽度方向(K)的两侧且与所述爆压孔(110)之间形成锐角夹角，所述抽采孔(130)沿着煤层延伸方向(Y)至少配置在所述控制孔(120)的一侧，所述抽采孔组(A)包括多个且沿着煤层延伸方向(Y)间隔设置，所述煤层宽度方向(K)与所述煤层延伸方向(Y)相互垂直；S20：将多个爆压孔(110)进行并联连通，并向爆压孔(110)内注入高压水，实施同步水力压裂作业，扩大爆压孔(110)周围裂隙尺寸和范围；S30：当爆压孔(110)和控制孔(120)相互连通后，爆压孔(110)内的高压水从控制孔(120)内流出，并排放出煤泥和瓦斯，持续相爆压孔(110)内注入高压水，将爆压孔(110)和控制孔(120)连通裂隙内的煤泥排出，实现水力冲刷裂隙；S40：当从控制孔(120)内流出煤泥降低时，通过快速封孔器封闭控制孔(120)，使得爆压孔(110)与其他抽采孔的控制孔(120)依次连通；S50：当所有控制孔(120)和爆压孔(110)连通且排出煤泥之后，取出快速封孔器，封闭所有控制孔(120)并联网通过抽采孔(130)抽采煤层瓦斯。2.根据权利要求1所述的可控爆压均匀卸压增透方法，其特征在于，在步骤S10中还包括：在相邻的两个抽采孔组(A)之间还配置有至少一个辅助孔组(B)，其中，所述辅助孔组(B)包括至少两个控制孔(120)，且至少两个控制孔(120)的中心轴线在煤层厚度方向(H)与煤层宽度方向(K)所形成的平面内呈锐角夹角，所述辅助孔组(B)与所述抽采孔组(A)在煤层延伸方向(Y)的空间上相互平行，其中，所述煤层厚度方向(H)、所述煤层宽度方向(K)与所述煤层延伸方向(Y)彼此相互垂直。3.根据权利要求1所述的可控爆压均匀卸压增透方法，其特征在于，在步骤S10中，在相邻的两个抽采孔组(A)中，两个所述爆压孔(110)在煤层延伸方向(Y)上的距离D为20m～300m，两个所述控制孔(120)在煤层延伸方向(Y)上的距离d为3m...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨威，王一涵，罗黎明，吴桂平，张文晓，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：